TWI477731B - Heat sink manufacturing method - Google Patents

Description

散熱片之製造方法

本發明係提供一種散熱片之製造方法，尤指可擠製成型出具放射狀長短交錯間隔排列複數翼片之鋁基材，並裁切成板狀體後沖製成型出散熱片呈矗立狀間隔排列之複數鰭片，整體廢料極少以有效節省用料，且可降低風阻使風量增加、減少噪音，整體散熱效果更為良好。

按，現今電腦科技以日新月異速度成長，使電腦發展趨勢皆朝運算功能強、速度快方向來邁進，隨著電腦相關的應用領域趨向於高速發展，也使得中央處理器、影像處理器等在處理運算時所產生之溫度更高，故要如何利用良好的散熱系統來使電腦在其所允許之溫度下正常工作，已被業界視為極為重要之課題，且因應電腦之普及化，其散熱系統為達到較佳的散熱效率及製造成本，便必須讓散熱片之鰭片作一變化且使製造成本能有效降低。

再者，目前業界普遍的作法，係將散熱片抵貼於電路板上之發熱源(如中央處理器、影像處理器、晶片等)，並將風扇定位於散熱片上後，便可將風扇與散熱片搭配形成最佳化之散熱結構，請參閱第九圖所示，係為習用散熱片之立體外觀圖，由圖中可清楚看出，現今使用之散熱片A大多為一體成型(如鋁擠型、模製成型)或以切削方式所製成，其散熱片A係由基座A1向上矗立有複數鰭片A2，且鰭片A2之排列方式為呈幅射狀或其它(如單向、雙向)方向設置，其雖可具有散熱的效果，但此種散熱片A因重量較重，製造之材料及模具成本較為高昂，而不適用於特定晶片裝置之散熱上使用，然，若是欲製造出散熱面積及效果較好之散熱片A時，其鰭片A2排列之密集度或高度即必須相對的增加，便會因規格尺寸的不同，而需要另行開設模具來從事生產不同的規格、尺寸之散熱片A使用，此外，散熱片A之複數鰭片A2中央處大多以銑削或挖槽方式形成有可供風扇定位之容室A0，而製造的過程中便會產生大量的廢料、無法有效降低用料成本，且成型之表面容易殘留鋁屑、毛邊等，即需要再進行沖洗、研磨去毛屑等多道工序，使製程變得相當的繁瑣且耗費工時與成本。

請搭配參閱第十圖所示，係為另一習用散熱片之立體外觀圖，其係由一平板狀金屬之基座A1透過沖壓或彎折動作來製成周圍具向上矗立複數鰭片A2之散熱片A，並使複數鰭片A2以內、外層環形排列成間隔互補狀，且基座A1表面上設有複數透孔A3，而散熱片A上方處所形成之容室A0內則定位有風扇，當風扇運轉時，便會因間隔式互補狀態之內、外層複數鰭片A2所形成之擋牆阻擾，造成熱交換後之熱風風向改變而不易順利通過複數鰭片A2間隙及透孔A3處散發至散熱片A四周及下方處形成風阻，使得熱能仍將屯積於散熱片A中央處而無法有效發揮散熱片A之整體散熱面積且散熱效果亦較差，則有待從事於此行業者重新設計來加以有效解決。

故，發明人有鑑於習用散熱裝置使用上之不足與缺失，乃搜集相關資料經由多方的評估及考量，方以從事於此行業多年研發經驗透過不斷試作與修改，始設計出此種散熱片之製造方法發明專利誕生。

本發明之主要目的乃在於可利用擠製方式成型出呈長條狀之鋁基材，並於鋁基材周邊處形成有呈放射狀長短交錯間隔排列之複數翼片，而鋁基材利用機械加工方式裁切成預定厚度單一板狀體後再沖製成型出具基座之散熱片，且基座周邊的翼片處則分別彎折形成有複數鰭片，此種散熱片整體產生之廢料極少，以有效節省用料及成本，且可透過複數鰭片呈矗立狀間隔排列降低風阻，使各相鄰鰭片間所形成之散熱通道中之風量增加、減少風扇吹送時產生之噪音，整體散熱效果更為良好。

本發明之次要目的乃在於散熱片之基座周邊的翼片處為可依其長短不同分別縱向彎折形成有上、下層高低落差矗立狀之複數鰭片，或者是可依需求或設計不同沖製成型出呈等高、不等高或部分等高、不等高矗立狀間隔排列，當風扇於運轉吹送軸流風時，即可透過複數鰭片來增加迎風之效果，使軸流風進入於散熱通道中之風量增加，藉此將囤積在複數鰭片中熱交換後之熱風由散熱通道快速向外逸出，並提高整體的散熱效率，且可降低其風阻，確保風扇於運轉時之穩定性，以及有效解決吹送時產生之噪音等問題。

本發明之另一目的乃在於散熱片位於基座與複數鰭片之間為可直接沖製成型有呈凹陷狀之容置空間，以供容置空間內定位有風扇，由於製造的過程中不需要在基座上進行銑削或挖槽等加工作業，整體產生之廢料極少以有效節省用料，且各表面相當平整、斷面尺寸可保持一致性，同時使加工程序可變得更為精簡，以及增加尺寸的精確度、提高製造之品質與良率。

本發明之再一目的乃在於散熱片之基座周邊處朝外形成有複數定位部，並於定位部上可共用成型模具來直接沖製形成有至少一個通孔，藉此預留板卡(如主機板、顯示卡或其它各種擴充卡)常用的孔位，且可有效節省另外開設模具花費之成本。

為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及其構造，茲繪圖就本發明之較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全瞭解。

請參閱第一、二、三、四、五、六圖所示，係分別為本發明之製造流程圖、鋁擠型機之架構示意圖、鋁基材擠出時之前視圖、裁切時之側視圖、沖製後之側視剖面圖及散熱片之立體外觀圖，可由圖中清楚看出，當利用本發明之散熱片之製造方法為包括有下列步驟進行處理：

(101)將加熱後之可塑性鋁擠錠原料1為利用擠製方式一體成型出呈長條狀之鋁基材11，並於鋁基材11周邊處形成有呈放射狀長短交錯間隔排列之複數翼片111。

(102)將鋁基材11的長度方向利用機械加工方式依照預定厚度予以裁切成單一板狀體。

(103)將鋁基材11表面利用沖製方式成型出具基座21之散熱片2，且基座21周邊的翼片211處分別彎折形成有複數鰭片22，便完成本發明散熱片之製造方法。

由上述之實施步驟可清楚得知，上述之構件於製造時，其實施步驟係先將加熱後之可塑性鋁擠錠原料1置入於鋁擠型機3之容器311內，並使鋁擠錠原料1進入於擠製室31內部後，同時藉由驅動裝置34驅動於擠桿33來對鋁擠錠原料1施以推力，使鋁擠錠原料1通過模具32一定形狀之模孔面，即可透過擠桿33與模具32配合利用擠製方式一體成型出呈長條狀截面形狀均一之鋁基材11，並於鋁基材11周邊處為形成有呈放射狀長短交錯間隔排列之複數翼片111，此種擠製成型方式可使製造工序變得更為精簡，並確保其尺寸的精準度，並依擠製過程中的加工操作可分為直接擠製、間接擠製、液靜壓擠製、衝擊擠製等，惟此部分有關鋁擠型機3如何將鋁擠錠原料1擠製成型出具一定形狀之鋁基材11係為現有技術之範疇，且該細部之構成亦並非本案創設之重點所在，茲不再作一贅述。

續將鋁基材11的長度方向利用銑床或圓鋸機等切削機具(圖中未示出)透過銑削、鋸切或其它機械加工方式依照預定厚度予以裁切、截斷成單一板狀體，且鋁基材11之預定厚度最佳之一具體實施例可為4mm，但於實際使用時，則並非是以此作為侷限，亦可為3～5mm，而後便可將鋁基材11為置入於成型模具4之模座41中，並利用沖頭42直接沖壓於鋁基材11表面上，即可透過沖製方式使鋁基材11產生變形後成型出具基座21之散熱片2，而基座21周邊的翼片211處則可分別縱向彎折形成有呈上、下層高低落差矗立狀之複數鰭片22，並於基座21與複數鰭片22之間形成有一呈凹陷狀之容置空間20，且各相鄰鰭片22間皆形成有散熱通道220，而製造的過程中不需要在基座21上進行銑削或挖槽等加工作業，即可直接利用沖製成型的方式來形成有可收容風扇5(如第七圖所示)之容置空間20，整體產生之廢料極少，以有效節省用料及成本，且各表面相當平整、斷面尺寸可保持一致性，同時使加工程序可變得更為精簡，以及增加尺寸的精確度、提高製造之品質與良率，便完成製作出此種便於量產、製程精簡及品質容易控管而製造成本低廉之散熱片2。

再者，上述之鋁基材11周邊處之複數翼片111為可依序呈放射狀一長一短、一長二短、二長一短、二長二短或其它交錯間隔排列方式，使鋁基材11沖製後基座21周邊的翼片211處可依其長短不同分別縱向彎折形成有上、下層高低落差矗立狀之複數鰭片22，但於實際應用時，則並非是以此作為侷限，基座21周邊的複數鰭片22亦可依需求或設計不同沖製成型出呈等高、不等高或部分等高、不等高矗立狀間隔排列，而基座21周邊處則朝外形成有複數定位部23，並於定位部23上可共用成型模具4來直接沖製形成有至少一個通孔231，藉此預留板卡(如主機板、顯示卡或其它各種擴充卡)常用的孔位，且可有效節省另外開設模具花費之成本。

請搭配參閱第七、八圖所示，係分別為本發明較佳實施例之立體分解圖及另一較佳實施例之立體分解圖，由圖中可清楚看出，其中該散熱片2之基座21表面上為利用鑽削或銑削方式成型出複數鎖孔211，且位於基座21與複數鰭片22間所形成之容置空間20內定位有至少一個風扇5，而風扇5為包括有底座51及風扇本體52，並於底座51各角落處設有可供螺絲512穿設之穿孔511，再利用螺絲512鎖接於基座21上對應之鎖孔211來將風扇5與散熱片2鎖接固定成為一體，而在本發明較佳實施例之各構成元件之接合方式僅為一種較佳之實施狀態，並非為本案主要訴求之特徵所在，但此種利用鎖接固定的方式為具有結構穩定、定位確實之效用。

此外，電路板6上為設有至少一個發熱源61(如中央處理器、影像處理器或晶片等)，即可將散熱片2透過基座21周邊處之定位部23所預留之通孔231為以定位構件(圖中未示出)固設於電路板6上方處，並使基座21底部之接觸面24平穩抵貼於發熱源61表面上，當電路板5之發熱源61運作時，可透過散熱片2之基座21吸收發熱源61運作所產生之熱能，並將熱能快速傳導至複數鰭片22上來增加散熱面積輔助進行散熱。

而風扇5運轉所產生之軸流風係以順時針或逆時針方向吹送至散熱片2上，當軸流風順著各相鄰鰭片22間之散熱通道220吹入時，即可透過複數鰭片22呈上、下層高低落差矗立狀來增加迎風之效果，使軸流風進入於散熱通道220中之風量增加，藉此將囤積在複數鰭片22中熱交換後之熱風由散熱通道220快速向外逸出，或是可將軸流風之冷風直接吹送至基座21之最熱區域進行熱交換後，再順著散熱通道220來將熱風快速向外逸出，則可輔助電路板6上之發熱源61將囤積的熱能快速帶出進行排散，並提高整體的散熱效率，且可降低其風阻來減少不規則的擾動，從而可確保風扇5於運轉時之穩定性，以及有效解決吹送時產生之噪音等問題，並利用風扇5加速對流降溫，進而使整體的散熱效果更為良好。

上述詳細說明為針對本發明一種較佳之可行實施例說明而已，惟該實施例並非用以限定本發明之申請專利範圍，凡其它未脫離本發明所揭示之技藝精神下所完成之均等變化與修飾變更，均應包含於本發明所涵蓋之專利範圍中。

綜上所述，本發明上述散熱片之製造方法為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，為符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼　審委早日賜准本案，以保障發明人之辛苦發明，倘若　鈞局有任何稽疑，請不吝來函指示，發明人定當竭力配合，實感公便。

1．．．鋁擠錠原料

11．．．鋁基材

111．．．翼片

2．．．散熱片

20．．．容置空間

21．．．基座

211．．．鎖孔

22．．．鰭片

220．．．散熱通道

23．．．定位部

231．．．通孔

24．．．接觸面

3‧‧‧鋁擠型機

31‧‧‧擠製室

311‧‧‧容器

32‧‧‧模具

33‧‧‧擠桿

34‧‧‧驅動裝置

4‧‧‧成型模具

41‧‧‧模座

42‧‧‧沖頭

5‧‧‧風扇

51‧‧‧底座

511‧‧‧穿孔

512‧‧‧螺絲

52‧‧‧風扇本體

6‧‧‧電路板

61‧‧‧發熱源

A‧‧‧散熱片

A0‧‧‧容室

A1‧‧‧基座

A2‧‧‧鰭片

A3‧‧‧透孔

第一圖　係為本發明之製造流程圖。

第二圖　係為本發明鋁擠型機之架構示意圖。

第三圖　係為本發明鋁基材擠出時之前視圖。

第四圖　係為本發明鋁基材裁切時之側視圖。

第五圖　係為本發明鋁基材沖製後之側視剖面圖。

第六圖　係為本發明散熱片之立體外觀圖。

第七圖　係為本發明較佳實施例之立體分解圖。

第八圖　係為本發明另一較佳實施例之立體分解圖。

第九圖　係為習用散熱片之立體外觀圖。

第十圖　係為另一習用散熱片之立體外觀圖。

Claims (6)

1. 一種散熱片之製造方法，係包括有下列步驟進行處理：(A)將加熱後之可塑性鋁擠錠原料為利用擠製方式一體成型出呈長條狀之鋁基材，並於鋁基材周邊處形成有呈放射狀長短交錯間隔排列之複數翼片；(B)將鋁基材的長度方向利用機械加工方式依照預定厚度予以裁切成單一板狀體；(C)將鋁基材表面利用沖製方式成型出具基座之散熱片，且基座周邊的翼片處分別彎折形成有複數鰭片，散熱片之基座周邊的複數鰭片為可呈上、下層高低落差矗立狀間隔排列，便完成散熱片之製造方法。
2. 如申請專利範圍第1項所述散熱片之製造方法，其中該步驟(A)鋁基材之複數翼片為可依序呈放射狀一長一短、一長二短、二長一短或二長二短之交錯間隔排列。
3. 如申請專利範圍第1項所述散熱片之製造方法，其中該步驟(B)鋁基材的長度方向為可利用銑床或圓鋸機等切削機具透過銑削、鋸切或其它機械加工方式依照預定厚度裁切成單一板狀體，且鋁基材之預定厚度可為3~5mm。
4. 如申請專利範圍第1項所述散熱片之製造方法，其中該步驟(C)散熱片位於基座與複數鰭片之間形成有呈凹陷狀且可供預設風扇定位之容置空間，且各相鄰鰭片間皆形成有散熱通道。
5. 如申請專利範圍第1項所述散熱片之製造方法，其中該步驟(C)散熱片之基座周邊處為朝外形成有複數定位部，並於定位部上直接沖製形成有至少一個通孔。
6. 如申請專利範圍第1項所述散熱片之製造方法，其中該步驟(C)散熱片之基座表面上為可利用鑽削或銑削方式成型出複數鎖孔。